特低渗砂砾岩油藏多段压裂水平井合理注水开发方式

在特低渗砂砾岩的储层条件下,采用长井段压裂水平井弹性开发时,常出现产能随地层能量衰竭较快,难以收回开发成本的问题,采用多相渗流理论和油藏数值模拟的方法,以盐家地区特低渗砂砾岩油藏盐227块为例,根据现场实际资料,建立油藏数值模型,对盐家地区砂砾岩油藏的注水开发的可行性进行研究。基于不同开发方式的渗流机理和开发规律,研究了常规注水、超前注水、注水吞吐开发等措施的合理性,提出了针对特低渗油藏多段压裂水平井的有效开发方案,研究结果表明:与弹性开发相比,采用注水开发能解决地层能量衰竭较快的问题的同时,增大了储层动用面积及驱替时效;注水吞吐的最终含水率比常规注水降低25%左右,超前注水在前期能提高常规弹性开发产量的30%左右,可见这两种新型开发方式有利于抑制水淹和提高采收率。     

煤层顶板水平井分段压裂瓦斯治理模式研究

针对煤矿碎软低渗煤层,提出了煤层顶板水平井分段压裂瓦斯治理模式。通过建立应力-渗流-损伤耦合的理论模型,运用数值模拟的方法模拟了煤层顶板水平井水力压裂裂缝扩展过程,结果表明紧邻煤层顶板岩石的裂缝能够延展至煤层,且在顶板岩石的撕裂作用下,煤层内的裂缝能够快速延展。应用产能模拟的方法对分段压裂水平井的产能进行了模拟,分析瓦斯抽采的效率,优选了分段压裂的压裂缝长度、压裂段数,认为在淮北矿区祁东煤矿的地质条件下,压裂裂缝的长度为80 m,裂缝间距为63 m,抽采效果最佳。通过工程验证,说明煤层顶板水平井分段压裂技术是国内碎软低渗煤层地面瓦斯高效抽采的有效模式。     

低产低渗裂缝油田吞吐采油试验研究

头台油田是构造—岩性油藏。裂缝型、特低渗透是其显著特点，常规注水开发后经常出现严重的油井水淹，造成油田开发低效。本文以头台油田研究为例，认为对于裂缝型特低渗透油田，采用注水吞吐采油技术，通过套管直接向地层注水，利用储层毛管力作用，进行油水置换，实现单井自注自采吞吐采油，可以改善油田开发效果，减缓产量递减。适合注水吞吐采油基本条件是岩石润湿性为弱亲水和岩石饱和非润湿相。影响注水吞吐采油效果的主要因素是储层吸水状况、微缝发育状况、储层非均质性、注入体积和关井压力等。吞吐采油技术可作为改善裂缝型特低渗透油藏开发效果的一种新的模式来研究和推广。     

新场气田分段压裂水平井裂缝布局优化

新场气田属于大型多层致密砂岩异常高压气藏,储层物性差,非均质性强,气井动用储量低。目前,为大幅度提高气井产能,提高储量动用长度,该气藏多采用多段压裂水平井开发。因此,迫切需要论证裂缝参数及其组合对多段压裂水平井开发效果的影响,为气藏下步科学高效开发和持续高产稳产提供理论基础。以川西新场气田为研究对象,采用数值模拟法深入研究了压裂水平井裂缝几何布局对气井产能的影响,包括非均匀裂缝长度、非均匀裂缝间距、压裂规模与裂缝数量、裂缝长度与间距的匹配、裂缝夹角与间距的匹配。结果表明:对于多段压裂水平井,U型模式的裂缝长度布局最优;均匀裂缝间距开发效果优于非均匀裂缝间距;水力压裂时,少段数长缝能取得更佳的开发效果;0. 67~1倍缝长的裂缝间距布局、垂直于井筒的正交裂缝布局有利于改善压裂水平井开发效果,裂缝间距的增大能有效降低非正交裂缝低夹角对产量的影响。     

定边油田致密油水平井增产方式研究

定边油田致密油层发育于半深湖-深湖相区,最典型是延长组长7油层,烃源岩条件优越。致密油分布范围广,同时砂岩储层致密、物性差、孔隙结构复杂、含油饱和度高、油藏压力系数低的特点。微裂缝较为发育,采用规模注水开发,由于常规注水开发压力传递不均匀,形成注水不见效、见效即见水的特点,开发效果不佳。对定边采油厂区域内部分水平井进行体积压裂、体积压裂压后不返排闷井扩压、水平井吞吐采油、异步注采等增油措施,地层压力得到有效的补充,缓解了地层能量快速的衰竭。矿场试验对比得出:在自然能量的开发方式下,体积压裂比常规压裂的平均每天产油量多1.19~3.69倍,稳产期也是常规压裂的1.3~2.4倍。在注水开发区域,有效的延缓了水平井见水时间,促使其稳定生产,对致密油藏水平井开发提供了指导性的意义。     

各向异性低渗透油藏菱形反九点井网压裂裂缝优化

在低渗透油藏开发中普遍采用菱形反九点井网,但采油井等缝长压裂将导致非均匀驱替,当油藏物性各向异性时,非均匀驱替现象更加明显。以往针对菱形反九点井网的研究主要基于等缝长压裂,未考虑利用不等缝长设计改善开发效果。根据某各向异性低渗透油藏基本参数建立数值模型,进行不等缝长设计,分析油藏渗透性各向异性及油水井压裂情况对菱形反九点井网水驱效果的影响。随着储层Kx∶Ky的增加,角井裂缝优化穿透比减小,而边井裂缝优化穿透比增大。在相等Kx∶Ky条件下,注水井是否压裂对角井裂缝优化穿透比影响较小,对边井裂缝优化穿透比影响较大。数值模拟结果表明,在各向异性低渗透油藏中进行不等缝长优化设计,能有效改善菱形反九点井网的开发效果,优化结果对于各向异性低渗透油藏的水力压裂设计以及井网布置具有一定的指导意义。     

鄂尔多斯盆地大型压裂低渗油藏数值模拟研究

鄂尔多斯盆地油藏以低渗油藏为主,对低渗油藏进行油藏数值模拟是目前的难点,这是因为经过大型整体压裂的低渗油藏数值模拟有其特殊性.针对鄂尔多斯盆地的低渗特点,以靖安油田五里湾一区为例,在油藏数值模拟中,结合试井资料,根据等值渗流阻力法原理对近井地带地层渗透率做了合理调整,根据等连通系数法原理采用井间连通性修正技术和局部网格加密技术来模拟水力压裂时产生的压裂裂缝,从而达到较好的动态资料拟合效果.在历史拟合的基础上进行油田不同生产规模和不同注采比开发技术政策界限的研究,设计了合理的开发技术政策,对油田开发生产起到了很好的理论指导.     

特低渗透裂缝型储层注水开发中后期地应力场变化及开发对策

从特低渗透裂缝型储层油田开发实践中暴露出来的问题入手,从理论上研究了注水开发中后期地下储层水平应力场“均一化”的发展趋势,认为注水开发中后期井区局部视水平最小主应力,随着注水开发周期的延长将会无限接近水平最大主应力。在此基础上描述了特低渗透储层发育天然裂缝和不发育天然裂缝时注入水的流动规律。最后根据水平应力场注水开发中后期“均一化”理论,提出针对特低渗透裂缝储层注水开发中后期的调整对策。此项技术在大庆头台油田茂11区块进行应用,取得了比较好的调整效果,并对同类油田开发具有重要指导作用。     

低渗透油藏超前注水合理时机理论研究

从油藏工程的角度,以低渗透-特低渗透油层物理实验结果为基础,描述了低渗透油藏弹塑性储层特征,推导了低渗透油藏产能表达式.从油藏物质守恒原理出发,建立了低渗透油藏水驱开发指标概算的方法,提出了一种低渗透油藏超前注水合理时机的计算方法,并从理论上进行了验证,研究了低渗透油藏超前注水合理时机与渗透率的关系.结果表明,低渗透油藏存在一个超前注水合理时机,且随着渗透率的增加,最佳超前注水时间缩短.研究结果对于低渗透、特低渗透油藏的超前注水开发,具有很好的指导意义.     

井筒与油藏耦合的压裂水平井非稳态产能计算模型

为了准确预测压裂水平井的产量,综合考虑流体在储层、井壁、压裂裂缝、射孔孔眼以及水平井筒中的流动过程,根据势叠加原理,建立了考虑射孔孔眼、压裂裂缝生产干扰作用下的井筒、油藏耦合压裂水平井非稳态产能计算模型。结果表明:只考虑裂缝生产与裂缝、孔眼同时生产时的水平井产量在生产初期差别较大,生产后期差别变小;由于裂缝、孔眼的干扰,水平井筒两端裂缝的产量高于中间裂缝的产量;由于井筒摩阻作用,关于水平井筒中心对称的裂缝流量不相等;随着裂缝长度增加,裂缝、射孔孔眼、水平井产量增大;随着裂缝导流能力增加,裂缝产量增大,射孔孔眼产量降低,水平井产量增大;射孔段越长,孔眼与裂缝的干扰愈强,单个孔眼的产量降低,但由于射孔数增加,水平井产量增大;射孔深度增加,压裂水平井产量增加。     

缝洞型底水气藏水平井水侵动态数学模型与影响因素研究

在含有底水的气藏开发过程中,随着气体的采出,气井井底压力逐渐降低,底水会发生向上锥进的现象,严重影响产气。因此若能预先求得气井水侵动态,这对于开发底水气藏具有重要的意义。同时,与常规底水气藏不同,缝洞型底水气藏呈现出三重介质的特性,溶洞和天然裂缝较发育,其非均质性较强,气体渗流的过程更为复杂。通过采用渗透率变异处理储层中裂缝、溶洞的发育,考虑到裂缝和溶洞的存在仅改变了储集层的渗透率,同时在均质底水气藏水平井水锥动态计算方法的基础上,利用渗透率变异理论建立了缝洞型底水气藏临界产量和水锥突破时间公式,并对其影响因素进行了分析。根据所得公式可以近似求解缝洞型底水气藏中水平井的临界产量、见水时间以及见水位置,可用来指导实际缝洞型储层水平井的合理开发,延缓开发过程中底水锥进,延长见水时间,同时还可以确定见水位置为后续压锥及堵水调剖的实施提供依据。通过建立的数值模拟模型以及实际生产数据,验证了本方法研究的可靠性,数值模拟结果从直观上展示了缝洞型底水气藏水平井水锥研究的正确性。     

致密油藏压裂双水平井参数优化研究

多段压裂水平井能有效地提高致密油藏单井产量,双水平井的使用则会增大增产效果,但其压后产量影响因素并不是很明确。基于渗流力学理论,分析压裂双水平井流体流动机理,建立了考虑启动压力影响的油藏—裂缝系统分段压裂双水平井数值模型,采用网格加密方法和控制变量法,计算分析了地质因素和工程因素对双水平井压后产量的影响,并使用正交试验方法把不同的裂缝参数和特征对水平井产量的影响进行了主次排序。结果表明:地质因素中的基质孔隙度和渗透率对压后单井产量影响最大;工程因素中的水平井筒长度和裂缝导流能力对水平井产量影响较大,并且相关因素的影响力排序为:水平井筒长度>裂缝导流能力>裂缝长度>水平井筒间距>裂缝条数。研究结果对致密油藏双水平井压裂理论及优化设计具有现实的实践指导意义。     

低渗油藏水平井水泥浆体系及施工技术

水平井技术作为提高采收率、降低开发成本的一条有效途径已经在国内外得到广泛应用。水平井开发低渗透油藏能数倍的扩大油藏的泄油体积,减小生产压差,增加原油产量,但低渗油藏水平井固井一直是固井领域的难题。本文重点分析了胜利低渗油藏水平井固井技术现状、难点及攻关思路, 优选了零自由水、低失水、流变性好、直角稠化、微膨胀、防窜性能强的水泥浆体系,选用了与水泥浆体系、钻井液相容性好的冲洗前置液,采用了相应的固井技术措施,从而提高了胜利低渗油藏水平井的固井质量。     

低渗透油藏菱形反九点井网不等缝长优化研究

在低渗透油藏开发中广泛使用菱形反九点井网,但针对不同位置生产井及注水井的裂缝缝长配比关系还缺少广泛深入的研究。基于长庆油田某低渗透油藏参数,建立了数值模拟模型,在菱形反九点井网中分别设置不同的边井、角井和注水井裂缝穿透比,研究不同裂缝配置模式对水驱开发效果的影响。流线模拟及数值模拟计算结果表明,在注水开发中,注水井缝长是影响油田产液量及水驱效果的关键因素;边井裂缝较角井裂缝更易见水,对油田综合含水影响较大,在菱形反九点井网中需要进行不等缝长优化设计;边井裂缝缝长对水驱效果的影响分为早、中、晚期(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)曲线段,随着注水井裂缝穿透比增加,早期(Ⅰ)曲线段增长,中期(Ⅱ)曲线段缩短,而晚期(Ⅲ)曲线段变化较小;随着角井裂缝穿透比增加,采出程度逐渐增大,当角井裂缝穿透比较大时,存在“反转”现象;随着注水井裂缝穿透比增加,角井裂缝优化穿透比减小,而边井裂缝优化穿透比增加。该研究成果对于指导低渗透油藏菱形反九点井网裂缝优化设计,提高波及系数和开发效果具有重要的指导意义。     

共和盆地干热岩体人工裂隙带结构的控热机理与产能优化

人工压裂是获取干热岩型地热资源的关键环节,压裂后的人工裂隙带结构对开采条件下水热传递过程具有重要控制作用。结合我国共和盆地干热岩储层地质条件,采用数值模拟方法着重分析干热岩不同产状人工裂隙带的渗透率与宽度对热储中水热传递过程的影响机理,明确不同人工裂隙结构条件下水热产出能力,进而优化井间距。结果表明:当人工裂隙带渗透率较小时（小于5 D）,裂隙带规模越大,开采井温度越高;当渗透率较大时（大于10 D）,在水平裂隙带中,随着裂隙带规模的增加,由于注入冷水的快速扩散导致整体低温区域增加,开采井温度反而降低。在水平裂隙带中注入冷水主要为水平向流动,随着渗透率的增加,开采井温度更易受注入冷水的影响而降低;但在垂直裂隙带及倾斜裂隙带中,随着渗透率的增加,垂向自由对流增强,注入冷水更易于向储层底部高温区域流动,经加热后到达开采井,使得开采温度提升。综合比较,同一井间距条件下,低渗水平裂隙带以及高渗垂直裂隙带的产热能力较其他裂隙带更强。     

低渗透油藏压裂水平井产能计算方法

针对低渗透油藏存在启动压力梯度和压敏效应的问题,在前人研究的基础上,根据水电相似原理,应用等值渗流阻力法,建立了压裂水平井补孔和不补孔两种情况下的产能公式,并且与其他压裂水平井产能公式与数值模拟结果进行了对比。对比结果表明:如果水平井压裂后补孔,建议使用本研究建立的公式;如果压裂后不补孔,建议使用郎兆新的计算公式。建立的压裂水平井产能公式,对目前低渗透油藏利用水平井进行开发具有重要的理论和现实意义。     

致密油大规模多段压裂水平试井解释及外区渗透率对试井曲线的影响

多段压裂水平井试井解释能对压裂规模、主裂缝半长等参数进行有效评价,为产能评价等提供基础参数.然而当前缺少针对实际井例数据进行的深入分析.基于PEBI（perpendicular bisector）网格对油水两相渗流方程进行数值求解,利用无限导流的主裂缝与分支缝导致的区域渗透率扩大来描述SRV（stimulated reservoir volume）,建立了致密油大规模多段压裂水平井瞬态压力分析方法.基于大庆油田的实测数据进行解释并进行渗透率敏感性分析,研究了复合区域下的参数调整方法.研究表明,当外区渗透率变小时,早期的压力导数变小,后期的压力导数变大,而不是所有的压力导数值都变大.压力导数由小到大的转折点时间与渗透率大小相关.因而,当前期的压力导数曲线拟合效果好、后期的压力导数拟合效果差时,不能仅通过调整外区的渗透率来拟合,还应调整其他参数.另外,大庆致密油藏多段压裂水平井实测曲线中的启动压力梯度特征不明显.相关研究结果对致密油大规模多段压裂水平井实测数据解释具有重要的指导意义.